DE8601923U1

DE8601923U1 - Vorrichtung zur Behandlung unterirdisch verlegter Kanalrohre

Info

Publication number: DE8601923U1
Application number: DE19868601923
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-01-25
Filing date: 1986-01-25
Publication date: 1986-10-02

Description

VONKREISLER SCHON)MA₁ItP¹ VON KREISLER KELLER SELTING WERNER

PATENTANWÄLTE

Klaus Zawisla Raiffeisenring 6

6729 Hatzenbühl

Dr.-Ing. von Kreisler 11973
Dr.-Ing. K.W. Eishold 11981

Dr.-Ing. K. Schönwald Dr. J. F. Fues Dipl.-Chem. Alek von Kreisler DipL-Chem. Carola Keller Dipl.-Ing. G. Selling Dr. U-K, Werner

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

D-5000 KÖLN 1

Sg-Fe

24. Januar 1986

Vorrichtung zur Behandlung unterirdisch verlegter Kanalrohre

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung i*ur Behandlung unterirdisch verlegter Kanalrohre, mit einem im Kanalrohr bewegbaren Arbeitsgerät, das mindestens ein Behandlungswerkzeug aufweist und über Kabel bzw. Schläuche mit oberirdischen Versorgungs- und Steuereinrichtungen verbunden ist.

Es ist bekannt, zur Sanierung von verlegten Kanalrohren, die so eng sind, daß sie nicht begangen werden können, Vorrichtungen einzusetzen, die mit einem Seilzug in das Kanalrohr eingesetzt und in diesem verschoben werden können. Diese Vorrichtungen haben eine Schleuderdüse, die ungesteuert Mörtel gegen die Kanalwand schleudert. Diese bekannten Vorrichtungen haben den Nachteil, daß stets nur ringförmige Beschichtungen erzeugt werden können, so daß eine gezielte Ausbesserung einer schadhaften Stelle nicht möglich ist. Insbesondere bei tiefen Bruchstellen ist nicht sicher-

gestellt, daß sämtliche Hohlräume durch das Mörtelmaterial mit hinreichender Dichte ausgefüllt werden. Stellen, an denen Seiteneinläufe einmünden, können mit solchen Geräten nicht behandelt werden.
5

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die vielseitig verwendbar ist, für Kanalrohre mit unterschiedlichen Querschnitten benutzt werden kann und eine gezielte Inspektion und Ausbesserung schadhafter Wandstellen ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß das Arbeitsgerät ein selbstfahrendes Fahrzeug ist, das an mindestens einem Ende einen Gelenkarm aus mehreren aneinander befestigten und relativ zueinander durch separate Antriebsvorrichtungen bewegbaren Armgliedern aufweist, von denen eines das Behandlungswerkzeug trägt, und daß an dem Fahrzeug eine den Ziel- bereich des Behandlungswerkzeugs erfassende Fernsehkamera vorgesehen ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ein selbstfahrendes Fahrzeug auf, das sich in dem Kanalrohr ferngesteuert bewegen kann und das einen Gelenkarm nach Art eines Manipulatorarmes trägt, an welchem das Behandlungswerkzeug angebracht ist, das in bezug auf den Fahrzeugkörper in mehreren Freiheitsgraden bewegt werden kann. Die Bewegungen der einzelnen Armglieder des Gelenkarmes sind durch separate Antriebsvorrichtungen steuerbar, so daß das Behandlungswerkzeug nicht nur an jede Stelle des Kanalrohrs geführt, sondern auch im Anstellwinkel verschwenkt werden kann, so daß es mög-

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lieh ist, das Behandlungswerkzeug gezielt in Bruchstellen des Rohres einzuführen.

I Das Behandlungswerkzeug besteht vorzugsweise aus einer

I 5 Düse, aus der Mörtel oder ein anderes Beschichtungs-

ί material auf die Rohrwand aufgebracht oder in Bruchstellen des Rohres eingesprüht wird. Auf diese Weise

i können sowohl Ausbesserungs- als auch Beschiöhtungs-

i arbeiten durchgeführt werden. Beispielsweise ist es

I 10 möglich, Bruchstellen oder Risse gezielt auszufüllen,

i Seiteneinläufe zu reparieren oder die gesamte Rohrwand

ti mit einer gleichmäßigen Beschichtung zu versehen. Die

Steuerung des Fahrzeugantriebs und des Gelenkarmes kann

I durch Fernbedienung in Abhängigkeit von dem von der

15 Fernsehkamera an einen Monitor gelieferten Bild er-

I folgen.

I Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt die Bewe-

ί gung des Behandlungswerkzeugs in bezug auf den Fahr-

^; 20 zeugkörper vorzugsweise mit fünf einzeln steuerbaren

* Freiheitsgraden. Dadurch können verschieden geartete

Rohrausbrüche aus der jeweils günstigsten Richtung ausgekleidet werden. Bei besonders tiefen Bruchsteilen

; kann der Auftrag fast immer parallel zur Bruchfläche

25 erfolgen, so daß eine besonders gute Haftung des Aus- : kleidungsmaterials gewährleistet ist.

) Durch die Verwendung eines Raupenfahrzeugs wird eine

sichere Abstützung des Fahrzeugs an der konkaven Rohr-30 wand erreicht, wobei das Fahrzeug sich selbsttätig in horizontaler Ausrichtung hält.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, insbesonders des Gelenkarmes, sind den Unteransprüchen zu entnehmen .

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Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Benutzung der Vorrichtung,

IC Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Fahrzeugs in einem Kanalrohr,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Fahrzeugs, wobei sich das Behandlungswerkzeug in einer ersten Position befindet,

Fig. 4 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 3 bei einer anderen Position des Behandlungswerkzeugs,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V von Fig. 3,

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI von

Fig. 3 und
25

Fig. 7 einen schematischen Vertikalschnitt durch die Antriebsvorrichtungen der beiden letzten Armglieder des Gelenkarms.

Gemäß Fig. 1 führt ein Kanalschacht 10 in das Erdreich hinein zu einem aus Kanalrohren bestehenden Kanal 11, beispielsweise einem Ent ·> · serungskanal. Durch den Kanalschacht 10 ist die Behandlungsvorrichtung 12 in den Kanal 11 eingebracht worden. Von der Behandlungsvor-

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richtung 12 führen Schläuche 13 und Kabel 14 zu einem oberirdisch angeordneten Verteiler 15. Die Schläuche 13 führen vom Verteiler 15 zu einer Versorgungseinrichtung 16 zur Aufbereitung des Beschichtungsmaterials und die Kabel 14 führen zu einem Fahrzeug 17, das verschiedene Steuereinrichtungen 18, u.a. einen Computer sowie einen Fernsehmonitor 19, enthält. Der Verteiler 15, der auch eine Kabeltrommel aufweist, kann alternativ aucn im Fahrzeug 17 angebracht sein.

Eine mit mehreren Rollen versehene Umlenkvorrichtung 20, die an einem Schiebegestänge 21 in den Kanalschacht 10 eingelassen ist, bewirkt eine reibungsarme Umlenkung der Schläuche 13 und Kabel 14 an der Verbindungsstelle zwischen dem Kanalschacht 10 und dem Kanal 11.

Die Behandlungsvorrichtung 12 besteht aus dem Fahrzeug 22, das einen eigenen Fahrantrieb aufweist, und dem an einem Ende des Fahrzeugkörpers 22a angebrachten Gelenkarm 23, der das Behandlungswerkzeug 24 trägt.

Aus Fig. 2 ist der Aufbau des Fahrzeugs 22 erkennbar. Das Fahrzeug weist einen länglichen Fahrzeugkörper 22a auf, an dessen Seiten angetriebene endlose Raupenketten 25 oder Riemen vorgesehen sind, die von Rollen 26 abgestützt und angetrieben sind. Der Fahrantrieb befindet sich im Inneren des Fahrzeugskörpers 22a und wird von der Steuereinrichtung 18 aus gesteuert.

An einer Stirnwand des Fahrzeugkörpers 22a ist das erste Armglied 27 um die horizontale Längsachse 28 schwenkbar gelagert (Fign. 3 und 4). Die Verbindung zwischen dem ersten Armglied 27 und dem Fahrzeugkörper 22a ist lösbar, so daß der gesamte Gelenkarti 23 aus~

gewechselt werden kann. Das erste Armglied 27 besteht aus einem Kasten, der eine Fernsehkamera enthält, von der in den Zeichnungen lediglich das Kameraauge 29

f sichtbar ist. Das Kameraauge 29 befindet sich an der

fi 5 dem Fahrzeugkörper 22a abgewandten Stirnwand des

Armgliedes 27 und die Kamera ist in dem Armglied 27 durch eine (nicht dargestellte) Antriebsvorrichtung verschwenkbar, so daß der Erfaßungsbereich der Fernsehkamera stets so eingestellt werden kann, daß er das 10 Behandlungswerkzeug 24 erfaßt.

An dem ersten Armglied 27 ist eine Parallelführung 30 angebracht, die das zweite Armglied 31 trägt. Die Parallelführung 30 besteht aus einem Parallelogrammgestänge mit den Lenkern 30a, 30b (Fign. 3 und 4) , welche mit ihrem einen Ende gelenkig an dem ersten Armglied 2 7 und mit ihrem anderen Ende gelenkig an dem

! zweiten Ari..glied 31 angebracht sind. Das zweite Arm

glied 31 besteht aus einem rechteckigen Kasten, der in jedem Schwenkzustand parallel zur horizontalen Mittelebene des Fahrzeugkörpers 24 ausgerichtet ist und durch Bewegen der Parallelführung 30 angehoben und abgesenkt werden kann. Der Antrieb zum Verstellen der Parallelführung 30 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.

Auf der Oberseite des zweiten Armgliedes 31 befindet sich das dritte Armglied 32, das in bezug auf das Armglied 31 um die vertikale Achse 33 drehbar ist. Die Antriebsvorrichtung 34 für den Drehantrieb befindet sich im Inneren des Armgliedes 31.

An dem dritten Armglied 32 ist das vierte Armglied 35 Um die horizontale erste Schwenkachse 36 schwenkbar

gelagert. Dieses vierte Armglied 35 ragt von der Oberseite des zweiten Armgliedes 31 nach oben auf. Es besteht aus einem Gehäuse, das zwei Antriebsvorrichtungen enthält und an seinem oberen Ende das fünfte Armglied 37 trägt, welches um die horizontale zweite Schwenkachse 38 herum schwenkbar ist. Die zweite Schwenkachse 38 verläuft parallel zur ersten Schwenkachse 36.

Das Behandlungswerkzeug 24 ist an dem fünften Armglied 37 des Gelenkarms 23 fest (aber auswechselbar) angebracht. Das Behandlungswerkzeug 24 besteht im vorliegenden Fall aus einer Düse, die an einen Schlauch 231 angeschlossen ist, durch den von der Versorgungseinrichtung 16 flüssiges Beschichtungsmaterial unter Druck zugeführt wird. Dieses Beschichtungsmaterial kann von der Düse gegen die Kanalwand gespritzt werden.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist nur an einem Ende des Fahrzeugkörpers 22a ein Gelenkarm 23 angebracht. Das andere Ende des Fahrzeugkörpers eignet sich ebenfalls für die Anbringung eines derartigen Gelenkarms. Es ist auch möglich, außer dem Behandlungswerkzeug 24 noch ein weiteres Behandlungsw^rkzeug anzubringen, z.B. einen Glattstreicher zum Glätten der aufgespritzten Beschichtung.

Bex dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Antriebsvorrichtungen für die einzelnen Armglieder 27, 31, 32, 35 und 37 Hydraulikantriebe, die durch (nicht dargestellte) Magnetventile von der Steuereinrichtung 18 aus gesteuert werden. Es können beispielsweise auch pneumatische, elektrische oder andere Antriebsvorrichtungen benutzt werden.

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Aus Fig. 7 sind die Antriebsvorrichtungen 40, 41 zum Bewegen des vierten Armgliedes 35 und des fünften Armgliedes 37 erkennbar. Die Antriebsvorrichtungen 40, 41 bestehen aus zwei Hydraulikzylindern, die im Gehäuse des vierten Armgliedes 35 gebildet sind. In jedem Hydraulikzylinder ist ein Kolben 42 bzw. 43 verschiebbar, der mit einer Verzahnung 44 nach Art einer Zahnstange versehen ist. Durch Einleiten von Druck in einem der Anschlüsse 45 des betreffenden Zylinders wird der Kolben 42 oder 43 in dem zugehörigen Zylinder axial bewegt. Die Verzahnung 44 steht in Eingriff mit einem am Gehäuse des Armgliedes 35 drehbar gelagerten Ritzel 46 bzw. 47. Das Ritzel 46 kärrant seinerseits mit einer bogenförmigen Verzahnung 48 d&s dritten Armgliedes 32.

Der Mittelpunkt der bogenförmigen Verzahnung 48 fällt mit der zweiten Schwenkachse 36 zusammen. Wenn der Kolben 42 in dem zugehörigen Zylinder verschoben wird, dreht sich das Ritzel 46, wodurch das Gehäuse des Armgliedes 35 um die Schwenkachse 36 herum geschwenkt wird.

in ähnlicher Weise steht das Ritzel 47 in Eingriff mit der Verzahnung 4 4 des Kolbens 43 und außerdem mit einem Ritzel 49, das drehfest mit der Schwenkachse 38 und somit mit dem fünften Armglied 37 verbunden ist. Bei einer Verschiebung des Kolbens 43 treibt das Ritzel 47 das Ritzel 49 an, das daraufhin den das Armglied 37 um die Schwenkachse 38 herum dreht.

In ähnlicher Weise wie die Antriebsvorrichtungen 40, 41 kann auch die Antriebsvorrichtung 34 zum Drehen des dritten Armgliedes 32 in bezug auf das zweite Armglied 31 ausgebildet sein.

Es ist auch möglich, anstelle linearer Äntriebsvorrichtungen 40, 41 jeweils einen hydraulischen oder pneumatischen Drehmotor einzusetzen.

Wie aus den Fign. 5 und 6 hervorgeht/ stützt sich das Fahrzeug 22 mit den Raupenketten 25 jeweils an schrägen Teilen der Wand des zylindrischen Kanals 11 ab. Die Raupenketten bestehen zweckmäßigerweise aus rutschfesten gezahnten Riemen mit konvexer, d.h. balliger, Lauffläche.

Der Gelenkarm 23 läßt Bewegungen in insgesamt fünf Freiheitsgraden zu, nämlich Drehbewegungen um die Längsachse 28, Heb- und Senkbewegungen des zweiten Armgliedes 31, Drehbewegungen um die vertikale Achse 33, Schwenkbewegungen um die horizontale erste Schwenkachse 36 und Schwenkbewegungen um die zweite Schwenkachse 38. Sämtliche Armglieder 27, 31, 32, 35, | 37 sind funktionell in Reihe geschaltet, wobei das erste Armglied 27 auf der Seite des Fahrzeugkörpers 24 und das fünfte Armglied 37 auf der Seite des Behandlungswerkzeugs 38 angeordnet ist.

Beim Betrieb der Vorrichtung wird das Fahrzeug 22 entlang des Kanals 11 gefahren. Dabei kann mit der Fernsehkamera der Zustand der Kanalwand inspiziert werden. Dann wird das Behandlungswerkzeug 24 durch entsprechende Einstellung des Gelenkarms 23 in die für die Behandlung günstigste Position gebracht und anschließend wird durch den Schlauch 231 dem Behandlungswerkzeug 38 flüssiges Beschichtungsmaterial zugeführt. Wie Fig. 4 zeigt, kann das Behandlungswerkzeug auch auf Fehlstellen 50 eingestellt werden, die an der Anschlußstelle eines Schachtes 51 auftreten. Ferner ist es möglich, das Behandlungswerkzeug ein Stück weit in den Schacht 51 hochzufahren.

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Die bisher beschriebene Funktionsweise wird zum Erkennen und Ausbessern schadhafter Stellen des Kanals 11 benutzt. Es ist auch möglich, eine vollflächige Beschichtung auf die Kanalwand aufzubringen, indem das 5 Armglied 27 um die Längsachse 28 herum gedreht wird.

Dabei muß in Abhängigkeit von dem jeweiligen Drehwinkel die Parallelführung 30 betätigt werden, um das Behandlungswerkzeug 24 gemäß Fig. 3 stets im konstanten Abstand von der Rohrwand zu halten. Die Koordinierung der ΪΟ Drehung des Armteils 27 und der Verstellung der Parallelführung 30 erfolgt durch den im Fahrzeug 17 befindlichen Rechner. Alternativ besteht die Möglichkeit, das Armglied 31 in eine solche Hubstellung zu bringen, daß bei Drehung des Gelenkarms 23 um die Längsachse 28 herum das Behandlungswerkzeug 38 einen konstanten Abstand zur Kanalwand einhält, ohne daß die Parallelführung 30 verstellt werden müßte. Dies ist allerdings nur möglich, wenn die Längsachse 28 mit der Kanalachse übereinstimmt, also nur bei einem ganz bestimmten Kanaldurchmesser.

Das Rohrbehandlungsgerät kann für Kanäle mit unterschiedlichen Durchmessern eingesetzt werden. Es eignet sich nicht nur zum Aufspritzen von Beschichtungsmaterial, sondern auch zur Durchführung von Inspektionsarbeiten oder beispielsweise zum Lockern loser Rohrwandungsteile mit einem hierzu geeigneten Behandlungswerkzeug.

An dem Fahrzeug 22 ist eine (nicht dargestellte) Beleuchtungsvorrichtung angebracht, um den Erfassungsbereich der Fernsehkamera zu beleuchten.

Claims

ANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Behandlung unterirdisch verlegter Kanalrohre, mit einem im Kanalrohr bewegbaren Arbeitsgerät, das mindestens ein Behandlungswerkzeug aufweist und über Kabel bzw. Schläuche iait oberirdischen Versorgungs- und Steuereinrichtungen verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet,
daß das Arbeitsgerät ein selbstfahrendes Fahrzeug (22) ist, das an mindestens einem Ende einen Gelenkarm (23) aus mehreren aneinander befestigten und relativ zueinander durch separate Antriebsvorrichtungen (34,40,41) bewegbaren Armgliedern (27,31,32,35,37) aufweist, von denen eines das Behand_ungswerkzeug (24) trägt, und daß an dem Fahrzeug (22) eine den Zielbereich des Behandlungswerkzeugs (24) erfassende Fernsehkamera vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkarm (23) ein am Fahrzeugkörper (24) um eine horizontale Längsachse (28) schwenkbares erstes Armglied (27) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Armglied (27) über eine Parallelführung (30) ein zweites Armglied (31) trägt, dessen Abstand von der Längsachse (28) veränderbar ist.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Armglied (31) ein weiteres Armglied (35) trägt, welches um eine quer zur Längsachse (28) und parallel zur Bewegungsrichtung des zweiten Armgliedes (31) verlaufende erste Schwenkachse (36) schwenkbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem weiteren Armglied (35) das Behandlungswerkzeug (24) um eine parallel zu der ersten Schwenkachse (36) verlaufende zweite Schwenkachse (38) schwenkbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem zweiten Armglied (31) ein drittes Armglied (32) um eine parallel zur Bewegungsrichtung des zweiten Armgliedes (31) verlaufende Achse (33) drehbar angebracht und daß das weitere Armglied (35) relativ zu dem dritten Armglied 432) um die erste Schwenkachse (36) herum schwenkbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungswerkzeug (24) eine Düse zum Versprühen von Beschichtungsmaterial ist» efcie——-—Sa

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (22) ein Raupenfahrzeug ist, daß mit zwei parallelen Raupenketten (25) entläng der konkaven Kanalwand laufe.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Raupenketten (25) konvexe Laufflächen aufweisen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsehkamera im oder an dem ersten Armglied (27) angeordnet ist.